Development of efficient vibration analysis and control method for automobile structures

汽车结构高效振动分析与控制方法开发

• 批准号: 22KJ2418
• 负责人: 中島 樹
• 金额: $ 1.09万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2418/
• 关键词: 固有モード; 振動分析; 三次元離散ウェーブレット変換; 直交変換; 連成度評価

一般に，自動車をはじめフレームとパネルからなる大規模構造物全系の振動はフレーム構造を主系，パネル部材を従系とした多自由度系の振動として，主系と従系単体の変形を重ね合わせた形で表現できる．したがって大規模で複雑な機械製品の振動分析では，構造全体の振動を司る主系と局所的な振動を励起する従系の振動，およびそれらの関連性を設計初期段階で正確に把握することが重要である．本研究ではこの観点から，効率的な振動分析と対策を支援する目的で，大規模構造における各構成要素の振動を自動的に抽出し，各要素の連成度合を定量的に評価する手法を提案した．モデルの構造全体の変形は変位が空間的に広く遍在していることから，空間周波数が低い変形であるのに対し，モデルの部材単独の振動は局在性を持つため，空間周波数が高い変形である．この観点から，本研究では三次元有限要素モデルの固有モードを三次元離散信号（ボリュームデータ）に変換することにより，三次元離散ウェーブレット変換を適用した．これによって緻密かつ複雑なモデルにおいて全容や詳細が目視で把握することが困難な場合でも，モデルの構造に依拠せず空間周波数の高低のみで構造全体の変形と局所的な変形を自動的に区別し，分離できることを示した．次に，空間周波数の高低で分離した各成分の振動形状に対して形状相関に基づいた直交変換を繰り返し適用することにより，モデルの構成要素単体の振動モードを分離した．さらに，この直交変換プロセスの履歴を用いて各固有モードに含まれる各構成要素のモードの割合（連成度合）を定量的に示し，各構成要素の振動の関連性を簡便に評価できることを示した．また，本研究で得られた成果を学会誌および学会での発表を行った．

Generally に, automotive を は じ め フ レ ー ム と パ ネ ル か ら な る whole series of large-scale structure vibration は の フ レ ー ム を main system structure, パ ネ ル department material を 従 department と し た multi degree of freedom vibration is の と し て, main department と 従 is の 単 body - shaped を heavy ね close わ せ た form で performance で き る. し た が っ て large-scale で complex 雑 な で dynamic analysis of mechanical products の は, construct the の vibration を department る と main department bureau な vibration を wound up す る 従 の vibration, お よ び そ れ ら の masato even early sexual を design Duan Jie で に grasp す る こ と が important で あ る. This study で は こ の 観 point か ら, sharper rate な vibration analysis と policy を seaborne support す で る purpose, large-scale tectonic に お け の vibration を the る elements are automatically し に spare, each factor の together degree or を に of quantitative evaluation of 価 す る technique proposed を し た. モ デ ル の structure all の - shaped は - a が space に hiroo く times in し て い る こ と か ら, low spatial frequency count が い - shaped で あ る の に し, seaborne モ デ ル の department material 単 の vibration は bureau in sexual を alone hold つ た め, high spatial frequency count が い - shaped で あ る. こ の 観 point か ら, this study で は three dimensional finite element モ デ ル の inherent モ ー ド を three dimensional discrete signal (ボ リ ュ ー ム デ ー タ) に variations in す る こ と に よ り, three dimensional discrete ウ ェ ー ブ レ ッ ト variations in を applicable し た. こ れ に よ っ て dense か つ complex 雑 な モ デ ル に お い て full capacity や が visual detail で grasp す る こ と が difficult な occasions で も, モ デ ル に の structure in accordance with the 拠 せ ず space cycle for の height の み で structure all の - shaped と bureau of な - shaped を に difference し automatically, separation で き る こ と を shown し た. Cycle count の に, space height で separation し た component in の vibration shape に し seaborne て shape masato に base づ い た rectangular variations in を Qiao り return し applicable す る こ と に よ り, モ デ ル の elements の 単 body vibration モ ー ド を separation し た. さ ら に, こ の rectangular variations in プ ロ セ ス の used for bearing を い て the inherent モ ー ド に containing ま れ の the る elements モ ー ド の cut in (into) を quantitative に し, each component の vibration の masato easy even sex を に review 価 で き る こ と を shown し た. Youdaoplaceholder0, this study で, られた results を, society journal および, society で, publication table を, field った.

项目成果

Development of Mode Separation Method for Frame-Panel Structures Using 3D Discrete Wavelet Transform

利用 3D 离散小波变换开发框架-板结构模态分离方法

• 发表时间: 2022
• 作者: NAKASHIMA Itsuki;INOUE Takumi;TAKAHASHI Hidenori;Itsuki Nakashima
• 通讯作者: Itsuki Nakashima

Component mode decomposition using three-dimensional discrete wavelet transform and its application to relevance evaluation of characteristic modes

三维离散小波变换分量模态分解及其在特征模态相关性评价中的应用

• DOI: 10.1299/transjsme.22-00242
• 发表时间: 2022
• 期刊: Transactions of the JSME (in Japanese)
• 作者: NAKASHIMA Itsuki;INOUE Takumi;TAKAHASHI Hidenori
• 通讯作者: TAKAHASHI Hidenori